मेट्रो ट्रेन में एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन का बुनियादी डिजाइन सिद्धांत

मेट्रो ट्रेन में एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन का मूल डिजाइन सिद्धांत

मेट्रो एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन का मूल डिजाइन सिद्धांत; मेट्रो में एक सार्वजनिक उन्मुख सूचना डिस्प्ले टर्मिनल के रूप में, इनडोर एलईडी डिस्प्ले का नागरिक और वाणिज्यिक मूल्य की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला है।

वर्तमान में चीन में चल रहे मेट्रो वाहन आम तौर पर इनडोर एलईडी डिस्प्ले से लैस हैं, लेकिन कुछ अतिरिक्त कार्य और एकल स्क्रीन डिस्प्ले सामग्री हैं।नई मेट्रो यात्री सूचना प्रणाली के उपयोग के साथ सहयोग करने के लिए, हमने एक नई मल्टी बस मेट्रो एलईडी डायनेमिक डिस्प्ले स्क्रीन डिजाइन की है।

डिस्प्ले स्क्रीन में न केवल बाहरी संचार में कई बस इंटरफेस हैं, बल्कि आंतरिक नियंत्रण सर्किट डिजाइन में एकल बस और I2C बस उपकरणों को भी अपनाता है।

दो प्रकार के होते हैंएलईडी स्क्रीनमेट्रो में: एक को वैगन के बाहर रखा जाता है ताकि ट्रेन के चलने वाले खंड, चलने की दिशा और वर्तमान स्टेशन का नाम दिखाया जा सके, जो चीनी और अंग्रेजी के साथ संगत हो;अन्य सेवा जानकारी भी संचालन की जरूरतों के अनुसार प्रदर्शित किया जा सकता है; पाठ प्रदर्शन स्थैतिक, स्क्रॉल, अनुवाद, झरना, एनीमेशन और अन्य प्रभाव हो सकता है, और प्रदर्शित वर्णों की संख्या 16 × 12 16 डॉट मैट्रिक्स वर्ण है।दूसरा टर्मिनल इनडोर एलईडी डिस्प्ले है, जो ट्रेन में रखा जाता है. टर्मिनल इनडोर एलईडी डिस्प्ले टर्मिनल को ट्रेन संचालन आवश्यकताओं के अनुसार प्रीसेट कर सकता है, और वास्तविक समय में वर्तमान टर्मिनल प्रदर्शित कर सकता है,साथ ही ट्रेन में वर्तमान तापमान, जिसमें 16 वर्ण × आठ 16 बिंदु मैट्रिक्स वर्ण हैं।

प्रणाली की संरचना

एलईडी डिस्प्ले सिस्टम की स्क्रीन एक एकल चिप माइक्रो कंप्यूटर नियंत्रण इकाई और एक डिस्प्ले इकाई से बनी होती है। एक एकल डिस्प्ले इकाई 16 × 16 चीनी वर्ण प्रदर्शित कर सकती है।यदि एलईडी ग्राफिक डिस्प्ले सिस्टम के एक निश्चित आकार का उत्पादन किया जाता है, यह कई बुद्धिमान डिस्प्ले इकाइयों और "बिल्डिंग ब्लॉक" की विधि का उपयोग करके महसूस किया जा सकता है। सिस्टम में डिस्प्ले इकाइयों के बीच सीरियल संचार का उपयोग किया जाता है।प्रदर्शन इकाई को नियंत्रित करने और ऊपरी कंप्यूटर के निर्देशों और संकेतों को प्रसारित करने के अलावा, नियंत्रण इकाई भी एक एकल बस डिजिटल तापमान सेंसर 18B20 के साथ एम्बेडेड है। नियंत्रण सर्किट के मॉड्यूल डिजाइन के लिए धन्यवाद, यदि आर्द्रता माप के लिए आवश्यकताएं हैं,18b20 को डलास से DS2438 और हनीवेल से HIH23610 से बने मॉड्यूल सर्किट में अपग्रेड किया जा सकता हैपूरे वाहन की संचार आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, CAN बस का उपयोग ऊपरी कंप्यूटर और वाहन में प्रत्येक नियंत्रण इकाई के बीच संचार के लिए किया जाता है।

हार्डवेयर डिजाइन

डिस्प्ले यूनिट एलईडी डिस्प्ले पैनल और डिस्प्ले सर्किट से बनी है। एलईडी डिस्प्ले यूनिट बोर्ड 4 डॉट मैट्रिक्स मॉड्यूल × 64 डॉट मैट्रिक्स यूनिवर्सल इंटेलिजेंट डिस्प्ले यूनिट से बनी है,एक एकल प्रदर्शन इकाई 4 16 × 16 डॉट मैट्रिक्स चीनी वर्ण या प्रतीकों को प्रदर्शित कर सकते हैं. सिस्टम में डिस्प्ले इकाइयों के बीच सीरियल संचार का उपयोग किया जाता है, ताकि पूरे सिस्टम का काम समन्वित और एकीकृत हो। डिस्प्ले सर्किट में दो 16 पिन फ्लैट केबल पोर्ट होते हैं,दो 74H245 त्रिराज्यीय बस चालक, एक 74HC04D छह इन्वर्टर, दो 74H138 आठ डिकोडर और आठ 74HC595 शिफ्ट लॉक। नियंत्रण सर्किट का मूल WINBOND का उच्च गति माइक्रोकंट्रोलर 77E58 है,और क्रिस्टल आवृत्ति 24MHz है AT29C020A 16 × 16 डॉट मैट्रिक्स चीनी वर्ण पुस्तकालय और 16 × 8 डॉट मैट्रिक्स ASCII कोड तालिका को संग्रहीत करने के लिए एक 256K रोम है. AT24C020 एक I2C सीरियल बस पर आधारित EP2ROM है, जो पूर्व निर्धारित कथन, जैसे कि मेट्रो स्टेशन के नाम, अभिवादन आदि संग्रहीत करता है।वाहन में तापमान एकल बस डिजिटल तापमान सेंसर 18b20 द्वारा मापा जाता है. SJA1000 और TJA1040 क्रमशः CAN बस नियंत्रक और ट्रांससीवर हैं।

नियंत्रण सर्किट इकाई का डिजाइन

पूरी प्रणाली विनबॉन्ड के गतिशील माइक्रोकंट्रोलर 77E58 को कोर के रूप में लेती है। 77E58 एक पुनः डिज़ाइन किए गए माइक्रोप्रोसेसर कोर को अपनाता है, और इसके निर्देश 51 श्रृंखला के साथ संगत हैं।क्योंकि घड़ी चक्र केवल 4 चक्र है, इसकी चलने की गति आम तौर पर एक ही घड़ी आवृत्ति पर पारंपरिक 8051 की तुलना में 2 ~ 3 गुना अधिक है।बड़ी क्षमता चीनी वर्णों के गतिशील प्रदर्शन में माइक्रोकंट्रोलर के लिए आवृत्ति आवश्यकताओं को अच्छी तरह से हल कर रहे हैं, और वॉचडॉग भी प्रदान किया जाता है। 77E58 फ्लैश मेमोरी AT29C020 को लच 74LS373 के माध्यम से नियंत्रित करता है, जिसका आकार 256K है। चूंकि मेमोरी की क्षमता 64K से अधिक है,डिजाइन पेजिंग एड्रेसिंग विधि को अपनाता है, यानी, P1.1 और P1.2 का उपयोग फ्लैश मेमोरी के लिए पृष्ठों का चयन करने के लिए किया जाता है, जो चार पृष्ठों में विभाजित है। प्रत्येक पृष्ठ का पता आकार 64K है। AT29C020 चिप्स का चयन करने के अलावा, P1.5 सुनिश्चित करता है कि P1.1 और P1.2 AT29C020 के गलत संचालन का कारण नहीं होगा जब वे 16 पिन फ्लैट केबल इंटरफेस पर पुनः उपयोग किया जाता है। CAN नियंत्रक संचार का प्रमुख हिस्सा है।हस्तक्षेप विरोधी क्षमता में सुधार करने के लिए, एक 6N137 हाई-स्पीड ऑप्टोकैपलर को CAN नियंत्रक SJA1000 और CAN ट्रांससीवर TJA1040 के बीच जोड़ा जाता है। माइक्रोकंट्रोलर P3 के माध्यम से CAN नियंत्रक SJA1000 चिप का चयन करता है।0. 18B20 एक एकल बस डिवाइस है. यह केवल एक I/O पोर्ट की आवश्यकता है डिवाइस और माइक्रोकंट्रोलर के बीच इंटरफ़ेस के लिए.यह सीधे तापमान को डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित कर सकता है और इसे 9-बिट डिजिटल कोड मोड में सीरियल आउटपुट कर सकता हैपी1.4 नियंत्रण सर्किट में 18बी20 के चिप चयन और डेटा संचरण कार्यों को पूरा करने के लिए चुना जाता है।घड़ी केबल SCL और AT24C020 के द्विदिश डेटा केबल SDA क्रमशः P1 से जुड़े हुए हैं.6 और P1.7.16 माइक्रोकंट्रोलर के पिन फ्लैट वायर इंटरफेस, जो नियंत्रण सर्किट और डिस्प्ले सर्किट के इंटरफेस भाग हैं।

डिस्प्ले यूनिट कनेक्शन और नियंत्रण

डिस्प्ले सर्किट भाग को 16 पिन फ्लैट वायर पोर्ट (1) के माध्यम से नियंत्रण सर्किट भाग के 16 पिन फ्लैट वायर पोर्ट से जोड़ा जाता हैजो सूक्ष्म नियंत्रक के निर्देशों और डेटा को एलईडी डिस्प्ले सर्किट में प्रसारित करता है. 16 पिन फ्लैट वायर (2) का उपयोग कैस्केडिंग कई डिस्प्ले स्क्रीन के लिए किया जाता है। इसका कनेक्शन मूल रूप से 16 पिन फ्लैट वायर पोर्ट (1) के समान है।लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इसके आर अंत आरेख 2 में बाएं से दाएं आठवें 74H595 के डीएस अंत से जुड़ा हुआ है, कैस्केडिंग के दौरान यह अगले डिस्प्ले स्क्रीन के 16 पिन फ्लैट केबल (1) पोर्ट के साथ श्रृंखला में जुड़ा होगा (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है) । CLK घड़ी सिग्नल टर्मिनल है, STR पंक्ति लॉक टर्मिनल है,R डेटा टर्मिनल है, G (GND) और LOE पंक्ति प्रकाश सक्षम टर्मिनल हैं, और A, B, C, D पंक्ति चयन टर्मिनल हैं। प्रत्येक पोर्ट के विशिष्ट कार्य इस प्रकार हैंःD पंक्ति चयन टर्मिनल हैं, जिसका उपयोग ऊपरी कंप्यूटर से डिस्प्ले पैनल पर निर्दिष्ट पंक्ति में डेटा के विशिष्ट प्रेषण को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और R डेटा टर्मिनल है,जो सूक्ष्म नियंत्रक द्वारा प्रेषित डेटा स्वीकार करता हैएलईडी डिस्प्ले यूनिट का कार्य क्रम इस प्रकार है: CLK क्लॉक सिग्नल टर्मिनल R टर्मिनल पर डेटा प्राप्त करने के बाद, नियंत्रण सर्किट मैन्युअल रूप से एक पल्स बढ़ते किनारे देता है,और एसटीआर डेटा की एक पंक्ति में है (16 × 4) सभी 64 डेटा प्रेषित होने के बाद, डेटा को लॉक करने के लिए एक उभरती हुई धार दी जाती है; माइक्रोकंट्रोलर द्वारा लाइन को प्रकाश देने के लिए LOE को 1 पर सेट किया जाता है। डिस्प्ले सर्किट का स्केमेटिक आरेख चित्र 3 में दिखाया गया है।

मॉड्यूलर डिजाइन

मेट्रो वाहनों में वास्तविक स्थिति के अनुसार इनडोर एलईडी डिस्प्ले के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं, इसलिए हमने सर्किट डिजाइन करते समय इसे पूरी तरह से ध्यान में रखा है, अर्थात,इस शर्त पर कि मुख्य कार्य और संरचनाएं अपरिवर्तित रहेंइस संरचना के कारण एलईडी नियंत्रण सर्किट में अच्छी विस्तारशीलता और उपयोग में आसानी होती है।

तापमान और आर्द्रता मॉड्यूल

दक्षिण के गर्म और बरसात वाले क्षेत्रों में, हालांकि कार में एक स्थिर तापमान वाला एयर कंडीशनर है, लेकिन आर्द्रता भी एक महत्वपूर्ण संकेतक है जो यात्रियों की परवाह करता है।हमारे द्वारा डिजाइन किए गए तापमान और आर्द्रता मॉड्यूल का कार्य तापमान और आर्द्रता को मापना हैतापमान मॉड्यूल और तापमान और आर्द्रता मॉड्यूल एक ही सॉकेट इंटरफ़ेस है, जो दोनों एकल बस संरचनाओं हैं और पी 1.4 पोर्ट द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं,तो यह उन्हें बदलने के लिए सुविधाजनक है. HIH3610 हनीवेल कंपनी द्वारा निर्मित वोल्टेज आउटपुट के साथ एक तीन टर्मिनल एकीकृत आर्द्रता सेंसर है। DS2438 एक एकल बस संचार इंटरफ़ेस के साथ एक 10 बिट ए / डी कनवर्टर है।चिप में एक उच्च संकल्प डिजिटल तापमान सेंसर होता है, जिसका उपयोग आर्द्रता सेंसर के तापमान मुआवजे के लिए किया जा सकता है।

485 बस विस्तार मॉड्यूल

एक परिपक्व और सस्ती बस के रूप में, 485 बस का औद्योगिक क्षेत्र और यातायात क्षेत्र में एक अपूरणीय स्थान है। इसलिए हमने एक 485 बस विस्तार मॉड्यूल डिजाइन किया है,जो बाहरी संचार के लिए मूल CAN मॉड्यूल की जगह ले सकता है. मॉड्यूल 485 ट्रांससीवर के रूप में मैक्सिम के फोटोइलेक्ट्रिक अलगाव MXL1535E का उपयोग करता है। नियंत्रण संगतता सुनिश्चित करने के लिए, MXL1535E और SJA1000 दोनों चिप को P3 के माध्यम से चुना जाता है।0इसके अतिरिक्त, ट्रांसफार्मर के माध्यम से आरएस2485 पक्ष और नियंत्रक या नियंत्रण तर्क पक्ष के बीच 2500 वीआरएमएस विद्युत अलगाव प्रदान किया जाता है।TVS डायोड सर्किट को लाइन ओवरजेज हस्तक्षेप को कम करने के लिए मॉड्यूल के आउटपुट भाग में जोड़ा जाता हैजंपर्स का उपयोग यह तय करने के लिए भी किया जा सकता है कि बस टर्मिनल प्रतिरोध को लोड करना है या नहीं।

सॉफ्टवेयर डिजाइन

सिस्टम सॉफ्टवेयर ऊपरी कंप्यूटर प्रबंधन सॉफ्टवेयर और इकाई नियंत्रक नियंत्रण सॉफ्टवेयर से बना है।ऊपरी कंप्यूटर प्रबंधन सॉफ्टवेयर को Windows22000 ऑपरेटिंग प्लेटफॉर्म पर C++BUILD6 का उपयोग करके विकसित किया गया है.0, जिसमें डिस्प्ले मोड चयन (स्थिर, झिलमिलाहट, स्क्रॉल, टाइपिंग आदि सहित), स्क्रॉल दिशा चयन (ऊपर और नीचे स्क्रॉल और बाएं और दाएं स्क्रॉल सहित),गतिशील प्रदर्शन गति समायोजन (i.e. text flashing frequency, scrolling speed, typing display speed, etc.), display content input, display preview, आदि.........................................................................................................................................................

जब प्रणाली चल रही है, प्रणाली न केवल पूर्व निर्धारित सेटिंग्स के अनुसार स्टेशन घोषणा और विज्ञापन जैसे पात्रों को प्रदर्शित कर सकती है,लेकिन यह भी मैन्युअल रूप से आवश्यक प्रदर्शन वर्णों इनपुटइकाई नियंत्रक का नियंत्रण सॉफ्टवेयर 8051 के KEILC द्वारा प्रोग्राम किया गया है और एकल चिप कंप्यूटर 77E58 के EEPROM में ठोस है।यह मुख्य रूप से ऊपरी और निचले कंप्यूटरों के बीच संचार को पूरा करता है, तापमान और आर्द्रता के डेटा अधिग्रहण, I/O इंटरफ़ेस नियंत्रण और अन्य कार्य। वास्तविक संचालन के दौरान तापमान माप की सटीकता ± 0 तक पहुंचती है।5 °C और आर्द्रता माप की सटीकता ± 2% आरएच तक पहुंचती है

निष्कर्ष

इस पेपर में हार्डवेयर स्केमेटिक आरेख डिजाइन, लॉजिक संरचना, रचना ब्लॉक आरेख आदि के पहलुओं से मेट्रो इंडोर एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन के डिजाइन विचार का परिचय दिया गया है।फील्ड बस इंटरफेस मॉड्यूल और तापमान आर्द्रता मॉड्यूल इंटरफेस के डिजाइन के माध्यम से, इनडोर एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन विभिन्न वातावरणों की आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकती है, और इसमें अच्छी स्केलेबिलिटी और बहुमुखी प्रतिभा है।घरेलू मेट्रो की नई यात्री सूचना प्रणाली में इनडोर एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन का इस्तेमाल किया गया है।, और प्रभाव अच्छा है। अभ्यास से पता चलता है कि डिस्प्ले स्क्रीन चीनी वर्णों और ग्राफिक्स और विभिन्न गतिशील डिस्प्ले के स्थैतिक प्रदर्शन को अच्छी तरह से पूरा कर सकती है,और उच्च चमक की विशेषताओं है, कोई झिलमिलाहट नहीं, सरल तर्क नियंत्रण, आदि जो पूरी तरह से मेट्रो वाहनों के प्रदर्शन की आवश्यकताओं को पूरा करता हैएलईडी स्क्रीन.